【摘要】 粉煤灰和矿粉是低强度等级混凝土中最主要的掺合料、在未加掺合料的C30混凝土基础上,将粉煤灰、矿粉在混凝土中单掺或双掺,并以若干组不同掺量的粉煤灰、矿粉对混凝土不同龄期的强度和和易性变化进行研究。试验结果表明:粉煤灰对提高预拌混凝土的和易性效果极好,但混凝土的早期、中期强度发展缓慢,矿粉相对粉煤灰对混凝土各龄期强度发展较快,但和易性差于粉煤灰,二者双掺混凝土后各龄期强度及拌合物和易性均较好,最佳比例为水泥质量的30%~40%。 更多 1 前言 混凝土作为建筑材料的历史非常久远，现如今已作为最重要的结构材料影响和塑造现在建筑。目前全世界每年生产的混凝土材料超过100亿吨，在混凝土中如掺加一些活性矿物掺合料取代部分水泥可起到节约资源成本、降低能量消耗、改善混凝土的工作性能的作用。多数商品混凝土搅拌站在生产过程中采用单掺甚至不掺掺合料的方法。对于矿物掺合料复合掺加的效果研究较少。 粉煤灰和矿粉均为火山灰质活性掺合料，且均为工业废料收集加工而成，成本明显低于水泥。粉煤灰和矿粉的化学成份都含有大量活性SiO2及Al2O3，在潮湿的环境中与Ca（OH）2等碱性物质发生化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，能起到改善混凝土强度的作用[1]。两种材料中都存在粒径很小的微珠颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米材料，这些颗粒可以改善混凝土的和易性。掺合料的的颗粒极细，掺加在混凝土中可明显起到改善水泥颗粒的空隙，增加混凝土的密实程度的特点[2]。但矿粉价格较粉煤灰高，具有独自水化水硬的特点，粉煤灰只有在在硅酸盐水泥的激发作用下才会有强度，在配制混凝土时应充分发挥各掺合料的特点，使混凝土的强度、经济性和和易性均能保证。 低标号混凝土一般指C40以下的混凝土，本文在未加掺合料的C30混凝土中掺入不同比例（取代水泥质量的百分比）的粉煤灰、矿粉，通过单掺或双掺的方法对不同掺量的混凝土的强度、和易性进行试验研究。 2 原材料 2.1水泥 采用石家庄远程建材有限公司生产的P.O42.5水泥，其主要物理性能见表1。 表1水泥物理力学性能
2.2粉煤灰 采用华能上安电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，其主要物理性能见表2。 表2粉煤灰物理力学性能
2.3矿粉 采用石家庄远程建材有限公司生产的S95矿粉，各种性能合格，其主要物理性能见表3。 表3矿粉物理力学性能
2.4砂和石子 采用细度模数为2.3的天然Ⅱ区中砂，10mm-20mm单粒级配石子，其主要物理性能见下表4、5。 表4砂子物理力学性能
表5石子物理力学性能
2.5高效缓凝减水剂 采用河北育才建材有限公司生产的SGK-16高效缓凝减水剂，掺量为2%。坍落度增加值为180mm，坍落度损失1h后为180mm，初凝时间为90min，28d抗压强度比为108%。 表６ 高效减水剂性能
3 试验研究 （1） 本文以低标号C30混凝土为研究对象采用多组配比来研究混凝土掺合料单掺、复掺时的混凝土性质的变化，所采用C30混凝土基准配合比为表7 表７ C30混凝土配合比
实测该混凝土配比的强度和坍落度值为表8 表８ C30混凝土拌合物的坍落度及各龄期实测强度
单掺或双掺不同比例矿粉、粉煤灰（水泥取代量）时混凝土的强度、坍落度如表9、10、11 表9 单掺粉煤灰的混凝土试验配比及强度
表10 单掺矿粉的混凝土试验配比及强度
表11双掺粉煤灰、矿粉混凝土试验配比及强度
4 试验数据分析 从试验数据可以分析到当在混凝土中只掺入粉煤灰时,其和易性得到明显的改善,1 h坍落度损失较小,当粉煤灰掺量增加,混凝土坍落度变大、且坍落度损失越来越小。混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的大致变化趋势如图1所示。从图1中可以发现,3d、7 d和28 d强度都明显低于未加掺合料的混凝土强度[3],60 d强度与未掺掺合料的混凝土强度差距较小,且当粉煤灰掺量约为30%时,其60d强度与未掺掺合料的混凝土大致相当。总体来说，混凝土中掺入粉煤灰后,混凝土前期强度低于未掺掺合料时的混凝土，,后期的强度增长稍快于原混凝土, 且和易性变好。 当在混凝土中单独掺矿粉时,混凝土工作性能得到一定改善,但坍落度损失相对掺粉煤灰时较大[4]。随着矿粉取代水泥量的增加,混凝土的坍落度一定程度上在变大,但坍落度损失明显差于单掺粉煤灰,容易出现泌水现象。混凝土经过养护后抗压强度的具体变化如图2所示。从图2中可以看出,单掺矿粉时前期和后期混凝土强度明显较单掺粉煤灰强度高，60d的强度基本与基准混凝土相当，矿粉取代部分水泥中后期强度增长快于基准混凝土，掺量大致在30～40%时强度甚至超过混凝土强度。 5 结 论 混凝土作为最重要的土木工程材料应同时保证它的强度、经济性及和易性，矿粉较粉煤灰价格较高，但二者价格均低于水泥。为改善混凝土的上述性质，可以在混凝土中加入一定的掺合料来实现。本文在C30混凝土中以单掺或双掺的形式掺加不同比例粉煤灰、矿粉，配制若干组混凝土试样，通过试验研究加入掺合料后的强度和性质，可得到如下结论： （1）混凝土中加入一定比例的掺合料可改善混凝土的和易性,增加混凝土坍落度及减少坍落度损失，掺合料较多和易性稍高，其中粉煤灰对改善混凝土的和易性效果优于矿粉。 （2）单独掺入粉煤灰或者矿粉时,早期强度增长速度较慢,但中后期强度相对较好,能够达到设计强度要求，且矿粉对混凝土中后期强度的增长快于粉煤灰。 （3）使用粉煤灰和矿粉双掺的方法能有效的综合二者的优点，混凝土坍落度高于同比例掺量的单掺矿粉的混凝土坍落度，抗压强度高于单掺粉煤灰的指标，混凝土的两项最重要的指标均得到了合理改善[5]。经试验数据分析，掺合料的比例高于45%时中、后期强度较基准混凝土有所降低，但坍落度较高，且总体掺合比例在30%~40%时，强度与和易性均较好。因此，工程中需使用C30等低标号混凝土时，可以采用上述比例配制双掺混凝土。 来源《混凝土》2014年第十期 欢迎关注环保部“中国环境标志产品——预拌混凝土”认证工作，更多详情请点击阅读原文或咨询 010-51164680 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
